Strictement conforme au protocole

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Les applications ferroviaires sont de plus en plus complexes. Florian Einböck, Frauscher Product Management, explique dans un entretien comment les protocoles logiciels haute performance garantissent la communication indispensable et fluide entre les systèmes.

a communication digitale n’est possible qu’en mettant en œuvre les protocoles correspondants, leur donnant ainsi un rôle clé.

Florian Einböck Product Management

Actuellement, il est impossible d’imaginer l’industrie ferroviaire sans digitalisation et mise en réseau. Quel est le rôle des protocoles logiciels dans tout cela ?

L’utilisation de données digitales ouvre la voie à une vaste gamme d’applications nouvelles et améliorées pour l’industrie ferroviaire. Cela facilite l’échange mutuel d’une large variété d’informations entre les systèmes. Cette transmission de données nécessite cependant plus que de simples interfaces adaptées. La communication digitale n’est possible qu’en mettant en œuvre les protocoles correspondants, leur donnant ainsi un rôle clé.

La sélection du protocole logiciel optimal est donc à prendre en considération dès la phase de planification du projet. Soit vous adoptez un protocole déjà utilisé dans le système existant, soit vous introduisez ou développez un protocole totalement nouveau ou étranger au système. Quoiqu’il en soit, différents facteurs devraient ou doivent influencer cette décision.

De nombreux intégrateurs de système utilisent déjà des protocoles spéciaux. Que devraient-ils prendre en compte lorsqu’ils réalisent les adaptations nécessaires à l’intégration de nouveaux composants ?

Nous avons déjà mis en œuvre plusieurs projets suivant cette approche. Cela nous a permis d’acquérir une expérience précieuse en matière d’interaction et de compatibilité des protocoles et des interfaces. Grâce à cela, nous savons qu’il est indispensable d’avoir une connaissance précise des différentes spécifications de protocole, notamment sur le processus d’initialisation. Des prérequis de base sont également nécessaires en ce qui concerne le matériel. L’adaptation de protocoles existants peut donc engendrer des coûts considérables en fonction des exigences.

Cependant, si un intégrateur de système a mis en œuvre un protocole de sécurité propre pour faire communiquer les systèmes d’enclenchement entre eux ou pour communiquer avec les éléments situés sur le terrain, alors, connecter un compteur d’essieux ou une solution de surveillance via ce même protocole sera la solution la plus simple et la plus efficace pour l’intégrateur de système concerné. Cela permet de s’assurer que les données supplémentaires peuvent être facilement intégrées à l’environnement de système existant, puis traitées ultérieurement.

Quelles sont les options lorsqu’il n’y a pas de protocole ?

Dans ce cas, des protocoles existants sont généralement repris, qui n’ont toutefois pas encore été utilisés avec le système existant et doivent donc être adaptés en conséquence. Pour les applications du secteur ferroviaire, cela signifie également qu’il faut prendre en considération les normes et exigences pertinentes. Comme les systèmes de transmission de données sont généralement exposés à diverses menaces, il doit être possible d’identifier les erreurs de message répertoriées dans la norme NF EN 50159. Par le passé, de nombreux protocoles propriétaires normalisés incluant les dispositifs de sécurité correspondants ont été développés. Les protocoles normalisés tels que UNISIG ou EULYNX, sont pour la plupart très complexes, de sorte que leur mise en œuvre entraînerait des dépenses considérables.

Les protocoles propriétaires sont disponibles sous des formes simples ou complexes. Ils connaissent souvent des développements qui génèrent des frais généraux en partie superflus qui font l’objet de report. Des spécifications peuvent être disponibles, mais il manque souvent des éléments supplémentaires qui doivent être pris en compte lors de la mise en œuvre. Le problème principal cependant, relève du droit de mettre en œuvre ce protocole en premier lieu et de l’utiliser ensuite.

Le protocole Frauscher Safe Ethernet FSE a donc été développé comme alternative à toutes ces différentes options ?

Oui, effectivement. L’objectif de ce travail sur le FSE était d’abord de développer un protocole logiciel spécifique aux chemins de fer. Basé sur le protocole UDP/IP, il facilite la communication entre deux points conformément aux exigences du niveau de risque SIL 4 du CENELEC et de la catégorie 2 de la norme NF EN 50159.

Cela permet d’accélérer considérablement l’intégration de nouveaux composants dans différents projets. Un maximum de 512 octets de données d’application peuvent être transmis. Outre la transmission des informations concernant jusqu’à 40 têtes de comptage ou 80 sections de voie par le biais d’une seule carte de communication, cela inclut la transmission des informations de réinitialisation et des informations d’E/S du système d’enclenchement à la carte de communication. Les structures de réseau et de carte redondantes sont également prises en charge.

Le développement du protocole logiciel FSE au format Ethernet a eu lieu il y a plusieurs années. Quelle a été la raison du choix de ce format à l’époque et quels avantages cela apporte-t-il aujourd’hui encore ?

Nous avons été convaincus par le fait que ce format est largement répandu : le protocole Ethernet peut être utilisé de façon standard dans la plupart des réseaux existants, sans coûts de matériel supplémentaires. De nombreux avantages s’inscrivent en faveur de l’utilisation du format Ethernet dans le secteur ferroviaire en particulier. On peut notamment mentionner la connexion extrêmement sécurisée, qui garantit un débit très élevé de transmission de données allant jusqu’à la transmission en temps réel.

La connexion très stable permet également de ne perdre pratiquement aucune donnée. Le vaste espace d’adressage accorde un accès simultané à un grand nombre de participants. De plus, il est également possible de transmettre diverses données par le biais d’un réseau combinant différents supports de transmission de données comme des câbles, des fibres optiques et des ondes radios.

Le protocole Frauscher Safe Ethernet FSE a déjà fait ses preuves à plusieurs reprises :

Protocole logiciel libre et spécifique aux chemins de fer
Intégration rapide et extension du système
Transmission bidirectionnelle
Transmission d’ensembles de données librement définissables

De quelle manière Frauscher rend-il ce protocole accessible à ses clients et partenaires ?

Nous en avons discuté longuement. Comme nous sommes concentrés sur nos clients et leurs besoins, nous avons conscience de l’importance des interfaces Ethernet et de l’échange de données, y compris au niveau de la sécurité. Nous avons donc, à l’unanimité, pris la décision de rendre le FSE librement accessible pour diverses applications, toujours dans la lignée de la philosophie de Frauscher : les deux parties devraient bénéficier des partenariats ouverts et des collaborations avec les utilisateurs notamment par l’échange d’informations et l’utilisation pratique.

Jusqu’à présent, le protocole FSE a été déployé avec succès sur quatre plateformes PLC différentes. Cela nous a permis de mettre en œuvre plus de 100 projets client pour différentes applications. Ces solutions sont maintenant utilisées dans le monde entier. Dans 40 autres entreprises, les travaux de mise en œuvre de ces solutions sur des plateformes matérielles supplémentaires ont déjà commencé ou la mise en œuvre est déjà terminée. Au total, nous avons discuté des informations concernant le protocole avec plus de 150 parties intéressées pour explorer son potentiel dans diverses applications.

Et même si le protocole a été développé spécialement pour la transmission de données de comptage d’essieux, ses fonctionnalités avantageuses lui ont également permis d’être utilisé pour la transmission d’autres types de données. Nous apprenons également de nouvelles choses à chaque déploiement. Il suffit de nous contacter pour recevoir les informations librement accessibles concernant le protocole FSE. Une fois que des détails tels que l’utilisation prévue et les éventuelles adaptations ont été clarifiés, nous pouvons commencer la mise en œuvre ensemble, en gardant une approche totalement flexible mais toujours strictement conforme au protocole.

Le protocole FSE permet de transmettre toute une gamme d’informations

Informations sur le statut d’une section de voie (FMA)
Nombre d’essieux actuel dans une section de voie
Indication de la longueur du train
Direction
Vitesse
Diamètre de roue
Informations d’E/S des cartes AEB/IO-EXB
Octet de test
Autres ensembles de données librement définissable

Pour terminer, pourriez-vous peut-être nous donner un aperçu et une perspective sur les développements ainsi que les priorités futurs ?

Comme je l’ai déjà mentionné, nous intégrons les enseignements tirés de chaque nouvelle mise en œuvre pour développer et améliorer nos produits en permanence. Bien que cela puisse sembler être un mot à la mode qui est déjà très présent, aborder la digitalisation et tout ce qu’elle implique signifie également que nous devons faire de la cybersécurité ou de la résilience des réseaux une priorité absolue pour rester dans la course, voire pour prendre de l’avance.

Technologies

Solutions (9)

Melanie Kleinpötzl

Melanie Kleinpötzl est directrice de la gestion des produits chez Frauscher ainsi que membre du Conseil de développement des produits. Elle est liée à l'entreprise car elle l'a soutenue avec sa thèse de maîtrise à l'Université des sciences...

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